微型显微镜发现隐藏的神经系统细胞的作用

显微镜大小的一分钱给科学家一个新窗口进入脊髓中细胞的日常活动。的创新技术显示astrocytes-cells神经系统不进行电信号和传统上被视为只是supportive-unexpectedly反应强烈的感觉。

新微型显微镜及相关成像方法,2016年4月28日被索尔克研究所的科学家自然通讯,提供前所未有的洞察力神经系统功能和可能导致小说疼痛治疗脊髓损伤、慢性瘙痒和神经退行性疾病等肌萎缩性脊髓侧索硬化症(肌萎缩性侧索硬化症)。

脊髓是感知和响应的关键。有时它甚至独立于大脑的工作,比如当你的手元气大热的炉子前感觉完全注册。但它是未知的脊髓内的细胞是如何编码这些以及其他的感觉从皮肤或内部器官。

在新的研究中,资深作者Axel Nimmerjahn,索尔克•维特先进Biophotonics中心的助理教授,和他的团队改进他们在2008年第一次描述了微型显微镜。研究者的新版本功能众多的硬件和软件improvements-enabled他们想象变化在细胞活动中清醒,漫游老鼠。

”在很长一段时间里,研究人员梦想成为能够记录在清醒的脊髓细胞活动模式动物。最重要的是,我们现在可以自由地表现动物,这是非常令人兴奋,”第一作者Sekiguchi浩平表示说,沙克研究员和博士生在加州大学圣迭戈。

大部分的索尔克团队之前的工作重点部署显微镜观察活体动物的大脑。相比之下,脊髓提出更大的挑战有几个原因。例如,不同于大脑,多个独立移动椎骨环绕脊髓。脊髓也接近脉动器官(心脏和肺),这只会阻碍细胞内稳定的观点。然而,通过开发新的显微镜和程序和计算方法,团队能够克服这些挑战和实时捕获活细胞的作用,在激烈的运动。

新工作,小组发现不同的性爱刺激——例如轻触或pressure-activate脊髓感觉神经元的不同子集。他们还发现,某些特性,像一个给定的刺激的强度和持续时间,反映在神经元的活动。

团队的惊喜,星形胶质细胞,传统上被认为是被动的支持细胞,也响应刺激(尽管不同神经元)。尽管星形胶质细胞不能发送电信号像神经元可以生成自己的化学信号以协调的方式在强烈的刺激。

Nimmerjahn兴奋这个结果是因为他的团队长期利益理解星形胶质细胞和他们的角色在神经系统功能和疾病。这些细胞越来越欣赏球员一样重要的神经系统开发和运营,可以作为有前途的新的药物靶点,他说。

“我们现在不仅可以研究正常感觉处理,但我们也可以看看疾病上下文脊髓损伤和治疗如何影响细胞,”Nimmerjahn说。

团队目前正在同时记录接触或在大脑和疼痛相关活动脊髓使用额外的迭代的微型显微镜,这允许他们监控和操作多种细胞类型在更高的分辨率。